JP2000291732A - Compound base isolation unit and base isolation structure - Google Patents
Compound base isolation unit and base isolation structureInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、積層ゴム支承によ
る免震装置と滑り支承による免震装置とをユニット化し
た複合免震ユニット、および当該ユニットを配設した免
震構造物に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compound seismic isolation unit in which a seismic isolation device using a laminated rubber bearing and a seismic isolation device using a sliding bearing are unitized, and a seismic isolation structure provided with the unit. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、地震に対して構造物の安全性を確
保するために、当該構造物の基礎部分や中間階の柱等に
免震装置を介装することにより、地震等によって地盤か
ら構造物に伝播しようとする振動を減衰させて、構造物
の躯体に生じる応力や変形を少なくする様々な構造の免
震構造が開発されている。従来、このような免震構造物
に使用される免震装置としては、大別して積層ゴム等を
用いた弾性支承系のものと、滑り支承系または転がり支
承系のものとが知られている。2. Description of the Related Art In recent years, in order to ensure the safety of a structure against earthquakes, seismic isolation devices are interposed between the foundations of the structures and pillars on the middle floors, etc. Various seismic isolation structures have been developed to attenuate the vibrations that propagate to the structure and reduce the stress and deformation generated in the frame of the structure. Conventionally, seismic isolation devices used for such seismic isolation structures are roughly classified into an elastic bearing system using laminated rubber or the like, and a sliding bearing system or a rolling bearing system.
【０００３】ここで、積層ゴムを用いた弾性支承による
免震装置は、一般に薄い鋼板とゴムシートとを交互に多
層に重ねあわせることにより、大きな荷重支持能力と水
平変位能力とを有する支承部材であり、地震時に発生す
る水平方向の相対変位を高弾性のゴムによって吸収し、
構造物の固有周期を長周期化させることにより地震力の
影響を低減化させるものである。Here, a seismic isolation device using an elastic bearing using laminated rubber is generally a support member having a large load supporting capacity and a horizontal displacement capacity by alternately stacking thin steel plates and rubber sheets in multiple layers. Yes, the horizontal relative displacement generated during an earthquake is absorbed by highly elastic rubber,
The effect of seismic force is reduced by increasing the natural period of the structure.
【０００４】また、上記滑り支承系の免震装置は、基礎
等の下部構造上に取り付けられた平板状のすべり板と、
上部構造の下面に固定されるとともに、上記すべり板上
に摺動自在に設けられたテフロン等の素材からなるすべ
り材とから概略構成されたものであり、平常時において
は上部構造からの鉛直荷重を支承するとともに、地震時
に下部構造が水平変位した際には、上記すべり材がすべ
り板上を摺動し、この摺動時に発生する摩擦力によっ
て、上部構造に作用しようとする水平地震力を減衰させ
て、上部構造の健全性を確保するものである。[0004] The above-mentioned seismic isolation device of a sliding bearing system comprises a flat slide plate mounted on a lower structure such as a foundation;
A sliding member fixed to the lower surface of the upper structure and made of a material such as Teflon slidably provided on the above-mentioned slide plate. When the lower structure is horizontally displaced during an earthquake, the above-mentioned sliding material slides on the slide plate, and the frictional force generated during this sliding reduces the horizontal seismic force acting on the upper structure. By damping, the soundness of the superstructure is ensured.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記弾性支
承による免震装置は、その弾性によって構造物の固有周
期を長期化することはできるものの、地震力に対する高
い減衰化効果を期待することはできず、特に大地震が発
生した場合には変形過多になって座屈を生じ、構造物の
倒壊を招来する虞がある。他方、滑り支承による免震装
置は、すべり材が滑り板上を摺動する際の摩擦力によっ
て地震力の減衰化効果が得られるとともに、大変形時に
座屈する虞も無いという利点があるものの、地震後に構
造物を元位置近傍に復帰させる機能を有していないため
に、別途ばね等の復元装置を設置する必要がある。The seismic isolation device using the elastic bearing can prolong the natural period of the structure by its elasticity, but cannot expect a high damping effect on seismic force. In particular, when a large earthquake occurs, there is a possibility that the structure will be excessively deformed, buckling will occur, and the structure will collapse. On the other hand, the seismic isolation device using the sliding bearing has the advantage that the seismic force is attenuated by the frictional force when the sliding material slides on the sliding plate, and that there is no possibility of buckling at the time of large deformation. Since it does not have the function of returning the structure to the vicinity of the original position after the earthquake, it is necessary to separately install a restoring device such as a spring.
【０００６】そこで、従来このような免震装置によって
構造物の免震化を図る場合に、上述した複数種の免震装
置を組み合わせて使用する工法が採用されている。特
に、積層ゴム支承による免震装置と、滑り支承による免
震装置とを組合わせた場合には、適正な摩擦係数と復元
力を得ることができるとともに、さらに固有周期の長周
期化も図ることができ、効果的な免震構造物を実現する
ことができる。Therefore, conventionally, when a structure is made to be seismically isolated by such a seismic isolation device, a construction method using a combination of a plurality of types of seismic isolation devices described above has been adopted. In particular, when a seismic isolation device with a laminated rubber bearing and a seismic isolation device with a sliding bearing are combined, an appropriate coefficient of friction and restoring force can be obtained, and the natural period must be longer. And an effective seismic isolation structure can be realized.
【０００７】しかしながら、このように積層ゴム支承の
免震装置と、滑り支承の免震装置とを組み合わせた場合
には、各々の基礎または柱に対して、滑り支承または積
層ゴム支承の免震装置を個々に介装しているために、鉛
直剛性の差による沈下量の相違に起因して構造物の不同
沈下が生じる虞があり、この結果上記滑り支承および積
層ゴム支承の免震装置の配置を工夫する必要が生じるた
め、設計上の制約が大きくなるという問題点があった。However, when the seismic isolation device of the laminated rubber bearing and the seismic isolation device of the sliding bearing are combined as described above, the seismic isolation device of the sliding bearing or the laminated rubber bearing is applied to each foundation or column. , There is a possibility that uneven settlement of the structure may occur due to the difference in the amount of settlement due to the difference in vertical rigidity. As a result, the arrangement of the seismic isolation device of the sliding bearing and the laminated rubber bearing Therefore, there is a problem that design constraints are increased because of the necessity of contrivance.
【０００８】また、上記従来の免震構造物においては、
個々に製作された滑り支承あるいは積層ゴム支承の免震
装置を、各柱または基礎毎に設置しているために、構成
部品数が多くなって、施工が複雑化し、設置作業に多く
の時間と手間を要するとともにコストアップを招くとい
う問題点があった。In the above conventional seismic isolation structure,
The installation of individually manufactured sliding bearings or laminated rubber bearing seismic isolation devices for each pillar or foundation increases the number of components, complicates construction, and requires a lot of time and time for installation work. There is a problem that it takes time and increases the cost.
【０００９】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、構造物の不同沈下を招来することが無く、かつ構
造物の長周期化と高減衰化による優れた免震性能を発揮
することができるとともに、施工が容易で経済性にも優
れる複合免震ユニットおよびこれを用いた免震構造物を
提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and does not cause uneven settlement of a structure, and exhibits excellent seismic isolation performance due to a longer period and a higher attenuation of the structure. It is an object of the present invention to provide a composite seismic isolation unit which is easy to construct and is economical, and a seismic isolation structure using the same.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る複合免震ユニットは、各々上部構造および下部構
造に固定される一対の定着板と、一方の定着板に固定さ
れるとともに他方の定着板に摺動自在に設けられた滑り
支承による第1の免震装置と、両端部が上記定着板に固
定された弾性支承による第２の免震装置とが一体化され
てなることを特徴とするものである。ここで、第１の免
震装置には、定着板と摺動する面以外の本体部分が、鋼
材等の剛体によって形成されたもの（剛滑り支承）と、
積層ゴム等の弾性体によって形成されたもの（弾性滑り
支承）とが含まれる。他方、第２の免震装置としては、
例えば積層ゴムを用いた免震装置が好適である。According to a first aspect of the present invention, there is provided a composite seismic isolation unit according to the present invention, wherein a pair of fixing plates are fixed to an upper structure and a lower structure, respectively. A first seismic isolation device using a sliding bearing slidably provided on the other fixing plate and a second seismic isolation device using elastic bearings whose both ends are fixed to the fixing plate are integrated. It is characterized by the following. Here, the first seismic isolation device has a main body portion other than a surface that slides on the fixing plate formed of a rigid body such as a steel material (a rigid sliding bearing);
And elastic members such as laminated rubber (elastic sliding bearings). On the other hand, as the second seismic isolation device,
For example, a seismic isolation device using laminated rubber is suitable.
【００１１】また、請求項２に記載の発明は、上記第1
の免震装置が、定着板の中央部に配設され、かつ上記第
２の免震装置が、第1の免震装置を囲むように配設され
ていることを特徴とするものである。この際に、第２の
免震装置を、第１の免震装置を囲むように配設すると
は、第１の免震装置の周囲に複数の第２の免震装置を配
置する場合や、第２の免震装置を円環状に形成し、この
第２の免震装置の中央部に第１の免震装置を配置する場
合も含まれる。[0011] The invention according to claim 2 is the first invention.
Is disposed at the center of the fixing plate, and the second seismic isolation device is disposed so as to surround the first seismic isolation device. At this time, disposing the second seismic isolation device so as to surround the first seismic isolation device means that a plurality of second seismic isolation devices are arranged around the first seismic isolation device, The case where the second seismic isolation device is formed in an annular shape and the first seismic isolation device is disposed at the center of the second seismic isolation device is also included.
【００１２】さらに、請求項３に記載の発明は、請求項
１または２に記載の一対の定着板の外周部に、当該定着
板間を塞ぐとともに、これら定着板の相対変位に追従可
能なカバーが設けられていることを特徴とするものであ
る。また、請求項４に記載の本発明に係る免震構造物
は、上下部構造の免震装置を介装すべき軸力材間に、請
求項１ないし３のいずれかに記載の複合免震ユニットが
配設されていることを特徴とするものである。Further, according to a third aspect of the present invention, a cover is provided on the outer peripheral portions of the pair of fixing plates according to the first or second aspect, which seals the space between the fixing plates and can follow the relative displacement of the fixing plates. Is provided. The seismic isolation structure according to the present invention described in claim 4 is the composite seismic isolation device according to any one of claims 1 to 3, between the axial force members to be interposed with the seismic isolation device having a vertical structure. A unit is provided.
【００１３】請求項１〜３のいずれかに記載の複合免震
ユニットおよびこれを用いた請求項４に記載の免震構造
物によれば、小地震時や強風時には、滑り支承による第
１の免震装置は、滑りを生じることが無い。したがっ
て、当該第１の免震装置が、剛滑り支承である場合に
は、ユニットの上下の定着板間に相対変位が生じること
無く安定状態が保持される。他方、上記第１の免震装置
が、弾性滑り支承である場合には、第１および第２の免
震装置が剪断変形することにより免震効果が発揮され
る。According to the compound seismic isolation unit according to any one of claims 1 to 3 and the seismic isolation structure according to claim 4 using the same, at the time of a small earthquake or strong wind, the first support by the sliding bearing is used. The seismic isolation device does not slip. Therefore, when the first seismic isolation device is a rigid sliding bearing, a stable state is maintained without relative displacement between the upper and lower fixing plates of the unit. On the other hand, when the first seismic isolation device is an elastic sliding bearing, the first and second seismic isolation devices are subjected to shear deformation to exhibit a seismic isolation effect.
【００１４】そして、大地震が発生した際には、第１の
免震装置が他方の定着板に対して摺動する。この結果、
第２の免震装置が弾性変形することにより、構造物の長
周期化が図られて、上部構造への振動の伝達が緩和され
るとともに、第１の免震装置と定着板間に発生する摩擦
エネルギーによって振動エネルギーが吸収され、地震力
が減衰する。さらに、地震後においては、第２の免震装
置の弾性力によって構造物が元位置近傍に引き戻され
る。したがって、一のユニットによって長周期化と高減
衰化の双方の性能を実現することができ、よって高い免
震効果が発揮される。When a large earthquake occurs, the first seismic isolation device slides with respect to the other fixing plate. As a result,
When the second seismic isolation device is elastically deformed, the period of the structure is lengthened, the transmission of vibration to the upper structure is reduced, and the vibration is generated between the first seismic isolation device and the fixing plate. Vibration energy is absorbed by friction energy, and seismic force is attenuated. Further, after the earthquake, the structure is pulled back to the vicinity of the original position by the elastic force of the second seismic isolation device. Therefore, the performance of both long period and high attenuation can be realized by one unit, and a high seismic isolation effect is exhibited.
【００１５】この際に、平常時、構造物の各柱や基礎等
の軸力材に作用する鉛直荷重は、その下部に設置された
複合免震ユニット内の滑り支承による第１の免震装置と
弾性支承による第２の免震装置とによって共同して負担
される。ここで、第１および第２の免震装置における負
担の割合は、両免震装置の鉛直剛性の比によって決定さ
れる。一方、地震が発生して第１の免震装置に滑りが生
じた際には、上下の定着板の相対変位量が大きくなるほ
ど、弾性変形する第２の免震装置における鉛直剛性は低
下し、この結果第１の免震装置における鉛直荷重の負担
の割合が増加する。そして、大地震時に第２の免震装置
が大きく変形した際には、もはや第２の免震装置によっ
ては鉛直荷重を支えることができなくなり、逆にこれが
固定されている定着板に引張力が作用することになる。
このような場合においても、第１の免震装置によって当
該鉛直荷重を支承することができるため、ユニット全体
としての安定性を保持することができ、よって上部構造
が不安定になることはない。At this time, in normal times, the vertical load acting on the axial force members such as the columns and the foundations of the structure is applied to the first seismic isolation device by the sliding bearing in the composite seismic isolation unit installed under the same. And a second seismic isolation device with elastic bearings. Here, the ratio of the burden on the first and second seismic isolation devices is determined by the ratio of the vertical rigidity of the two seismic isolation devices. On the other hand, when an earthquake occurs and the first seismic isolation device slips, as the relative displacement of the upper and lower fixing plates increases, the vertical rigidity of the second seismic isolator that elastically deforms decreases, As a result, the proportion of the vertical seismic load in the first seismic isolation device increases. When the second seismic isolation device is greatly deformed during a large earthquake, the second seismic isolation device can no longer support the vertical load, and conversely, the tensile force is applied to the fixing plate to which it is fixed. Will work.
Even in such a case, the vertical load can be supported by the first seismic isolation device, so that the stability of the entire unit can be maintained, and the upper structure does not become unstable.
【００１６】さらに、この複合免震ユニットにおいて
は、滑り支承による第１の免震装置における摩擦係数を
μ、鉛直荷重の負担率をβとすると、ユニットとしての
有効摩擦係数μｅは、μｅ＝μ・βとなる。そして、平
常時および小地震時等においては、第2の免震装置も一
定の鉛直荷重を負担している結果、β＜１．０であるた
め、μｅ＜μとなり、よって第１の免震装置において小
さな加速度から滑りを生じさせることができる。Further, in this combined seismic isolation unit, assuming that the friction coefficient of the first seismic isolation device by the sliding bearing is μ and the load ratio of the vertical load is β, the effective friction coefficient μe of the unit is μe = μ -Becomes β. Then, in normal times and at the time of a small earthquake, the second seismic isolation device also bears a constant vertical load. As a result, β <1.0, and μe <μ. Sliding can occur from small accelerations in the device.
【００１７】また、地震発生時、第１の免震装置におけ
る鉛直荷重の負担率βは、弾性支承による第２の免震装
置の剪断変形量が大きくなって、当該第２の免震装置に
おける負担率が小さくなるにつれて、大きくなる。そし
て、上述したように、大地震時に第２の免震装置が大き
く変形して、両定着板に引張力が作用するような場合に
は、第１の免震装置が当該引張力も負担することになる
ため、β＞１．０になり、よってμｅ＞μになり得る。
この結果、定着板間に大きな相対変位が生じるにつれ
て、第１の免震装置における摩擦力が大きくなり、ユニ
ットの変形を抑えるブレーキ作用が増加するとともに、
地震力の減衰効果も増大することになる。このように、
上記複合免震ユニットによれば、第１の免震装置と第２
の免震装置との平断面積を調整して、鉛直荷重負担率β
を任意に設定することにより、μｅを自在にコントロー
ルすることができ、よって構造物の特性に対応させた最
適な性能を有するユニットを容易に実現することができ
る。Further, when an earthquake occurs, the load ratio β of the vertical load in the first seismic isolation device is such that the amount of shear deformation of the second seismic isolation device due to the elastic bearing increases, and It increases as the burden ratio decreases. As described above, when the second seismic isolation device is greatly deformed during a large earthquake and a tensile force acts on both fixing plates, the first seismic isolation device also bears the tensile force. Therefore, β> 1.0, and thus μe> μ.
As a result, as a large relative displacement occurs between the fixing plates, the frictional force in the first seismic isolation device increases, and the braking action for suppressing the deformation of the unit increases, and
The effect of damping the seismic force will also increase. in this way,
According to the combined seismic isolation unit, the first seismic isolation device and the second
By adjusting the cross-sectional area with the seismic isolation device of
Can be controlled arbitrarily, and a unit having optimum performance corresponding to the characteristics of the structure can be easily realized.
【００１８】加えて、一対の定着板、滑り支承による第
1の免震装置および弾性支承による第２の免震装置をユ
ニット化しているので、予め工場等において当該ユニッ
トを製造しておけば、現場においてこのユニットを所定
の軸力材間に設置するのみでよく、よって運搬や設置作
業が容易で工期の短縮化を図ることができ、延いては施
工コストの低減化も図ることが可能になる。In addition, a pair of fixing plates and a sliding support
Since the seismic isolation device of 1 and the second seismic isolation device with elastic bearings are unitized, if the unit is manufactured in advance at a factory or the like, this unit can only be installed at a site between predetermined axial force members. Therefore, the transportation and installation work is easy, and the construction period can be shortened, so that the construction cost can be reduced.
【００１９】また、特に請求項２に記載の発明によれ
ば、大きな地震が発生した際に、水平方向に摺動する第
1の免震装置を定着板の中央部に配設し、これを取り囲
むように第２の免震装置を配設しているので、定着板の
外周に余分な面積を必要とせず、ユニット全体の小型化
を図ることが可能になる。さらに、請求項３に記載の発
明によれば、定着板の外周部間を塞ぐカバーを設けてい
るので、これら定着板間における防塵効果が得られ、長
期間にわたって第１の免震装置による摺動性を確保する
ことが可能になる。According to the second aspect of the present invention, when a large earthquake occurs, the second sliding member slides horizontally.
The first seismic isolation device is located at the center of the fixing plate, and the second seismic isolation device is arranged so as to surround it. Can be reduced in size. Further, according to the third aspect of the present invention, since the cover for closing between the outer peripheral portions of the fixing plates is provided, a dustproof effect between the fixing plates can be obtained, and the sliding by the first seismic isolation device can be performed for a long time. Mobility can be ensured.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】図１〜図３は、本発明に係る複合
免震ユニットおよびこれを用いた免震構造物の一実施形
態を示すものである。図１および図２に示すように、こ
の免震構造物は、基礎（下部構造）１と、建物（上部構
造）２の柱（軸力材）の下方位置との間に、複合免震ユ
ニット３が介装されたものである。ここで、複合免震ユ
ニット３は、対向配置された一対の定着板４ａ、４ｂ
と、これら定着板４ａ、４ｂ間に設けられた滑り支承に
よる第1の免震装置５および積層ゴムを用いた第２の免
震装置６と、定着板４ａ、４ｂの外周部間に設けられた
防塵カバー７とから概略構成されたものである。1 to 3 show an embodiment of a compound seismic isolation unit and a seismic isolation structure using the same according to the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, this seismic isolation structure is a composite seismic isolation unit between a foundation (substructure) 1 and a position below a column (axial member) of a building (superstructure) 2. 3 is interposed. Here, the composite seismic isolation unit 3 includes a pair of fixing plates 4a and 4b that are opposed to each other.
A first seismic isolation device 5 using a sliding bearing provided between the fixing plates 4a and 4b, a second seismic isolation device 6 using laminated rubber, and an outer peripheral portion of the fixing plates 4a and 4b. And a dustproof cover 7.
【００２１】上記定着板４ａ、４ｂは、それぞれ鋼板等
からなる所定の剛性を有する方形の板材であり、一方の
定着板４ａの上面には、表面が平滑に加工されたステン
レス板等からなる滑り板８が一体に接合されている。そ
して、これら定着板４ａ、４ｂの中央に、第１の免震装
置５が配設されている。この第１の免震装置５は、本実
施形態においては鋼材等の剛体によって形成された円柱
状の本体５ａと、この本体５ａの先端部に一体的に貼設
されたテフロン等からなる滑り材５ｂとから構成された
もの（剛滑り支承）であり、本体５ａがボルト９によっ
て定着板４ｂに取り付けられるとともに、滑り材５ｂが
定着板４ａ上の滑り板８に対して摺動自在に設けられて
いる。Each of the fixing plates 4a and 4b is a rectangular plate made of a steel plate or the like and having a predetermined rigidity, and a sliding plate made of a stainless steel plate or the like having a smooth surface is provided on the upper surface of one fixing plate 4a. The plate 8 is integrally joined. A first seismic isolation device 5 is disposed at the center of the fixing plates 4a and 4b. In the present embodiment, the first seismic isolation device 5 includes a cylindrical body 5a formed of a rigid body such as a steel material, and a sliding member made of Teflon or the like integrally attached to a tip end of the body 5a. 5b (rigid sliding bearing), the main body 5a is attached to the fixing plate 4b by bolts 9, and the sliding material 5b is slidably provided on the sliding plate 8 on the fixing plate 4a. ing.
【００２２】また、上記第２の免震装置６は、所定厚さ
寸法の鋼板とゴムシートとが交互に多層に重ねあわせる
ことにより構成されたもので、定着板４ａ、４ｂの四隅
に、全体として第１の免震装置５を囲むようにして配置
されている。そして、これら第２の免震装置６は、それ
ぞれの両端フランジがボルト１０によって定着板４ａ、
４ｂに取り付けられることにより、当該定着板４ａ、４
ｂ間に取り付けられている。さらに、この複合免震ユニ
ット３においては、定着板４ａ、４ｂの外周縁間に、こ
れら定着板４ａ、４ｂ間を塞ぐとともに、これら定着板
４ａ、４ｂの相対変位に対して追従可能な可撓性材料か
らなる上記防塵カバー７が設けられている。The second seismic isolation device 6 is formed by alternately superposing a steel sheet and a rubber sheet of a predetermined thickness in multiple layers, and has four corners of the fixing plates 4a and 4b. And is arranged so as to surround the first seismic isolation device 5. These second seismic isolation devices 6 have fixing plates 4a,
4b, the fixing plates 4a, 4a
It is attached between b. Further, in the composite seismic isolation unit 3, a flexible space between the outer peripheral edges of the fixing plates 4a and 4b, which blocks the fixing plates 4a and 4b and can follow relative displacement of the fixing plates 4a and 4b. The dustproof cover 7 made of a conductive material is provided.
【００２３】そして、以上の構成からなる複合免震ユニ
ット３は、定着板４ａがアンカーボルト１１を介して基
礎１の上面に定着され、他方定着板４ｂがアンカーボル
ト１２を介して建物２の下面に定着されることにより、
これら基礎１および建物２の間に設置されている。In the composite seismic isolation unit 3 having the above structure, the fixing plate 4a is fixed to the upper surface of the foundation 1 via the anchor bolt 11, while the fixing plate 4b is fixed to the lower surface of the building 2 via the anchor bolt 12. By being established in
It is installed between the foundation 1 and the building 2.
【００２４】次に、図１〜図３に基づいて、以上の構成
からなる複合免震ユニット３およびこれを介装した免震
構造物の作用に付いて説明する。先ず、平常時、あるい
は小地震時や強風時のように建物２に作用する水平力が
小さい時には、第１の免震装置５の滑り材５ｂは、滑り
材８に対して滑りを生じることが無く、複合免震ユニッ
ト３は安定状態が保持される。そして、大地震が発生し
た際には、第１の免震装置５の滑り材５ｂが滑り板８上
を摺動し、かつ第２の免震装置６が弾性変形する。これ
により、建物２の長周期化が図られて、建物２への振動
の伝達が緩和されるとともに、滑り材５ｂと滑り板８間
に発生する摩擦エネルギーによって振動エネルギーが吸
収され、地震力が減衰する。さらに、地震後において
は、第２の免震装置６の弾性力によって建物２が元位置
近傍に引き戻される。Next, the operation of the composite seismic isolation unit 3 having the above-described structure and the seismic isolation structure having the same interposed will be described with reference to FIGS. First, when the horizontal force acting on the building 2 is small, such as during normal times or during a small earthquake or a strong wind, the sliding member 5b of the first seismic isolation device 5 may cause sliding with respect to the sliding member 8. Therefore, the composite seismic isolation unit 3 is maintained in a stable state. Then, when a large earthquake occurs, the sliding member 5b of the first seismic isolation device 5 slides on the sliding plate 8, and the second seismic isolation device 6 is elastically deformed. Thereby, the period of the building 2 is lengthened, the transmission of vibration to the building 2 is reduced, and the vibration energy is absorbed by the friction energy generated between the sliding member 5b and the sliding plate 8, so that the seismic force is reduced. Decay. Further, after the earthquake, the building 2 is pulled back to the vicinity of the original position by the elastic force of the second seismic isolation device 6.
【００２５】この際に、平常時においては、図１に示す
ように、建物２から複合免震ユニット３に作用する鉛直
荷重Ｎは、第１の免震装置５と第２の免震装置６とによ
って共同して負担されることになり、第１の免震装置５
に作用する鉛直荷重Ｎ1 は、Ｎ1 ＝Ｎ−４Ｎ2 になる。
ここで、第１および第２の免震装置５、６における負担
の割合は、両免震装置の鉛直剛性の比によって決定され
る。At this time, in normal times, as shown in FIG. 1, the vertical load N acting on the composite seismic isolation unit 3 from the building 2 is reduced by the first seismic isolation device 5 and the second seismic isolation device 6. And the first seismic isolation device 5
Vertical load N 1 acting on will N 1 = N-4N 2.
Here, the ratio of the burden on the first and second seismic isolation devices 5 and 6 is determined by the ratio of the vertical rigidity of the two seismic isolation devices.
【００２６】そして、地震が発生して第１の免震装置５
の滑り材５ｂに滑りが生じた際には、上下の定着板４
ａ、４ｂの相対変位量が大きくなるほど、弾性変形する
第２の免震装置６における鉛直剛性は低下し、この結果
第１の免震装置５に作用する鉛直荷重Ｎ1 が大きくな
る。そして、図３に示すように、大地震時に第２の免震
装置６が大きく変形した際には、第２の免震装置６によ
っては鉛直荷重を支えることができなくなり、逆にこれ
が固定されている定着板４ａに引張力Ｎ2 ´が作用する
ことになるため、第１の免震装置５に作用する鉛直荷重
Ｎ1 ´は、Ｎ1 ´＝Ｎ＋４Ｎ2 ´になる。そして、この
ような場合においても、第１の免震装置５によって鉛直
荷重Ｎ1 ´を支承することができるため、複合免震ユニ
ット３全体としての安定性を保持することができる。Then, when an earthquake occurs, the first seismic isolation device 5
When the sliding material 5b slips, the upper and lower fixing plates 4
a, the greater the relative displacement amount of 4b, decreased vertical rigidity of the second seismic isolation device 6 is elastically deformed, this results vertical load N 1 acting on the first vibration isolating apparatus 5 increases. Then, as shown in FIG. 3, when the second seismic isolation device 6 is greatly deformed during a large earthquake, the second seismic isolation device 6 cannot support the vertical load. Since the tensile force N 2 ′ acts on the fixing plate 4a that is in operation, the vertical load N 1 ′ acting on the first seismic isolation device 5 is N 1 ′ = N + 4N 2 ′. Also in such a case, the vertical load N 1 ′ can be supported by the first seismic isolation device 5, so that the stability of the entire composite seismic isolation unit 3 can be maintained.
【００２７】さらに、この複合免震ユニット３において
は、第１の免震装置５における摩擦係数をμ、鉛直荷重
の負担率をβ（＝Ｎ1 ／Ｎ）とすると、複合免震ユニッ
ト３としての有効摩擦係数μｅは、μｅ＝μ・βとな
る。そして、平常時および小地震時等においては、β＜
１．０であるため、μｅ＜μとなり、よって第１の免震
装置５において小さな加速度から滑りを生じさせること
ができる。Further, in the compound seismic isolation unit 3, assuming that the friction coefficient of the first seismic isolation device 5 is μ and the load ratio of the vertical load is β (= N 1 / N), Is μe = μ · β. In normal times and during small earthquakes, β <
Since 1.0, μe <μ, so that the first seismic isolation device 5 can cause slippage from a small acceleration.
【００２８】また、地震発生時、第１の免震装置５にお
ける鉛直荷重の負担率βは、第２の免震装置６の剪断変
形量が大きくなって、第２の免震装置６における負担率
が小さくなるにつれて、大きくなる。そして、図３に示
すように、大地震時に第２の免震装置６が大きく変形し
て、定着板４ａ、４ｂに引張力Ｎ2 ´が作用するような
場合には、第１の免震装置５がこの引張力Ｎ2 ´も負担
することになるため、β＞１．０になり、よってμｅ＞
μになり得る。この結果、定着板４ａ、４ｂ間に大きな
相対変位が生じるにつれて、第１の免震装置５における
摩擦力が大きくなり、よって定着板４ａ、４ｂの相対変
位を抑えるブレーキ作用が増加するとともに、地震力の
減衰効果も増大することになる。When an earthquake occurs, the load ratio β of the vertical load on the first seismic isolation device 5 is such that the amount of shear deformation of the second seismic isolation device 6 increases and the load on the second seismic isolation device 6 increases. As the rate decreases, it increases. Then, as shown in FIG. 3, when the second seismic isolation device 6 is greatly deformed during a large earthquake and a tensile force N 2 ′ acts on the fixing plates 4a and 4b, the first seismic isolation device is used. Since the device 5 also bears this tensile force N 2 ′, β> 1.0, and hence μe>
can be μ. As a result, as a large relative displacement occurs between the fixing plates 4a and 4b, the frictional force in the first seismic isolation device 5 increases, so that the braking action for suppressing the relative displacement of the fixing plates 4a and 4b increases, and The force damping effect will also increase.
【００２９】このように、上記構成からなる複合免震ユ
ニット３およびこれを用いた免震構造物によれば、一の
複合免震ユニット３によって、長周期化と高減衰化の双
方の性能を実現することができるために、高い免震効果
を安定的に発揮することができるとともに、第１の免震
装置５と第２の免震装置６との平断面積を調整して、鉛
直荷重負担率βを任意に設定することにより、μｅを自
在にコントロールすることができ、よって建物２の特性
に対応させた最適な性能を有する複合免震ユニット３を
容易に実現することができる。As described above, according to the composite seismic isolation unit 3 having the above-described structure and the seismic isolation structure using the same, one composite seismic isolation unit 3 can provide both long period and high damping performance. Since it can be realized, a high seismic isolation effect can be stably exhibited, and the vertical cross-sectional area of the first seismic isolation device 5 and the second seismic isolation device 6 is adjusted to achieve vertical load. By setting the burden ratio β arbitrarily, μe can be freely controlled, and therefore, the composite seismic isolation unit 3 having the optimum performance corresponding to the characteristics of the building 2 can be easily realized.
【００３０】しかも、一対の定着板４ａ、４ｂと、滑り
支承による第1の免震装置５および弾性支承による第２
の免震装置６をユニット化しているので、予め工場等に
おいてこの複合免震ユニット３を製造しておけば、現場
においてこのユニット３を所定の位置に設置するのみで
よく、よって運搬や設置作業が容易であるとともに、工
期の短縮化および施工コストの低減化を図ることができ
る。In addition, a pair of fixing plates 4a and 4b, a first seismic isolation device 5 using a sliding bearing, and a second seismic device 5 using an elastic bearing.
Since the seismic isolation device 6 is unitized, if the composite seismic isolation unit 3 is manufactured in advance in a factory or the like, it is only necessary to install the unit 3 at a predetermined position at the site, and therefore, the transportation and installation work And the construction period can be shortened and the construction cost can be reduced.
【００３１】さらに、大きな地震が発生した際に、水平
方向に摺動する第1の免震装置５を定着板４ｂの中央に
配設し、これを取り囲むように第２の免震装置６を配設
しているので、定着板４ａの外周に余分な面積を必要と
せず、ユニット３全体の小型化を図ることができる。加
えて、定着板４ａ、４ｂの外周部間に内部を塞ぐ防塵カ
バー７を設けているので、これら定着板４ａ、４ｂ間に
おける防塵効果が得られ、長期間にわたって第１の免震
装置５の滑り材５ｂと滑り板８との摺動性を確保するこ
とができる。Further, when a large earthquake occurs, the first seismic isolation device 5 that slides in the horizontal direction is disposed at the center of the fixing plate 4b, and the second seismic isolation device 6 is arranged so as to surround this. Since they are provided, no extra area is required on the outer periphery of the fixing plate 4a, and the entire unit 3 can be reduced in size. In addition, since the dustproof cover 7 that blocks the inside is provided between the outer peripheral portions of the fixing plates 4a and 4b, a dustproof effect between the fixing plates 4a and 4b can be obtained, and the first seismic isolation device 5 can be used for a long time. The slidability between the sliding member 5b and the sliding plate 8 can be ensured.
【００３２】なお、上記実施の形態においては、基礎１
と建物２との間に複合免震ユニット３を介装した場合に
ついてのみ説明したが、これに限定されるものではな
く、中間階の柱に介装する場合にも、同様に適用するこ
とができる。また、上記複合免震ユニット３において
は、第１の免震装置５の周囲に４組の第２の免震装置６
を配設した場合について述べたが、複数の第２の免震装
置６を第１の免震装置５を中心にして環状に配置しても
よく、あるいは当該第２の免震装置を円環状に形成し
て、その中央に第１の免震装置５を配置してもよい。In the above embodiment, the basic 1
Although only the case where the compound seismic isolation unit 3 is interposed between the building and the building 2 has been described, the present invention is not limited to this, and the same applies to the case where it is installed on a pillar on an intermediate floor. it can. In the composite seismic isolation unit 3, four sets of second seismic isolation devices 6 are provided around the first seismic isolation device 5.
Is described, but a plurality of second seismic isolation devices 6 may be arranged in a ring around the first seismic isolation device 5, or the second seismic isolation device may be arranged in an annular shape. And the first seismic isolation device 5 may be arranged at the center.
【００３３】さらに、第１の免震装置５として、剛体に
よって形成された本体５ａの先端部に、テフロン等から
なる滑り材５ｂを一体に設けた剛滑り支承のものを適用
した場合に付いてのみ説明したが、これに限るものでは
なく、本体５ａを積層ゴム等の弾性体によって形成し、
その先端部に同様の滑り材５ｂを一体化させた弾性滑り
支承の免震装置を用いてもよい。この場合には、小地震
においても、第１および第２の免震装置が剪断変形する
ことにより免震効果を発揮することができる。Further, a case in which a rigid sliding bearing in which a sliding material 5b made of Teflon or the like is integrally provided at the tip end of a main body 5a formed of a rigid body is applied as the first seismic isolation device 5 will be described. However, the present invention is not limited to this, and the main body 5a is formed of an elastic body such as a laminated rubber,
You may use the seismic isolation device of the elastic sliding bearing which integrated the similar sliding material 5b in the front-end | tip part. In this case, even in the case of a small earthquake, the first and second seismic isolation devices can exert a seismic isolation effect by shearing.
【００３４】また、複合免震ユニット３の取付けに際し
ても、上述したように定着板４ａを基礎１に定着させる
とともに、定着板４ｂを建物２に定着させる場合に限定
されるものではなく、これとは天地を逆にして、定着板
４ｂを基礎１上に定着し、定着板４ａを建物２に定着さ
せても同様の効果が得られる。さらに、第１および第２
の免震装置５、６の形状としても、図１〜図３に示した
円形に限るものではなく、方形等の任意の形状を選択す
ることができる。Also, when the composite seismic isolation unit 3 is mounted, the fixing plate 4a is fixed to the foundation 1 and the fixing plate 4b is fixed to the building 2 as described above. The same effect can be obtained by fixing the fixing plate 4b on the foundation 1 and fixing the fixing plate 4a to the building 2 with the top and bottom reversed. In addition, the first and second
The shape of the seismic isolation devices 5 and 6 is not limited to the circular shape shown in FIGS. 1 to 3, but may be any shape such as a square.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜３に記
載の複合免震ユニットおよびこれを用いた請求項４に記
載の免震構造物によれば、一の複合免震ユニットによっ
て、長周期化と高減衰化の双方の性能を実現することが
できるために、高い免震効果を発揮することができると
ともに、第１の免震装置と第２の免震装置との平断面積
を調整して、第１の免震装置における鉛直荷重負担率を
任意に設定することにより、上部構造の特性に対応させ
た最適な性能を有する複合免震ユニットを容易に実現す
ることができる。さらに、一対の定着板と、第1の免震
装置および第２の免震装置をユニット化しているので、
運搬や設置作業が容易であり、よって工期の短縮化およ
び施工コストの低減化を図ることができる。As described above, according to the compound seismic isolation unit according to claims 1 to 3 and the seismic isolation structure according to claim 4 using the same, one compound seismic isolation unit is used. Since it is possible to achieve both long period and high damping performance, a high seismic isolation effect can be exhibited, and the plane cross-sectional area of the first seismic isolation device and the second seismic isolation device By adjusting the vertical load sharing ratio of the first seismic isolation device arbitrarily, a composite seismic isolation unit having optimal performance corresponding to the characteristics of the upper structure can be easily realized. Furthermore, since a pair of fixing plates, the first seismic isolation device, and the second seismic isolation device are unitized,
The transportation and installation work is easy, so that the construction period can be shortened and the construction cost can be reduced.
【００３６】また特に、請求項２に記載の発明によれ
ば、ユニット全体の小型化を図ることができ、さらに請
求項３に記載の発明によれば、定着板の外周部間に設け
たカバーによって防塵効果が得られ、よって長期間にわ
たって第１の免震装置の摺動性を確保することができる
といった効果が得られる。In particular, according to the second aspect of the present invention, it is possible to reduce the size of the entire unit. Further, according to the third aspect of the present invention, the cover provided between the outer peripheral portions of the fixing plate. As a result, a dustproof effect can be obtained, and an effect that the slidability of the first seismic isolation device can be ensured for a long period of time is obtained.
【図１】本発明の複合免震ユニットの一実施形態を示す
側面図である。FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a compound seismic isolation unit of the present invention.
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線視断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
【図３】地震発生時の図１の複合免震ユニットの作用を
示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing the operation of the combined seismic isolation unit of FIG. 1 at the time of the occurrence of an earthquake.
１ 基礎（下部構造） ２ 建物（上部構造） ３ 複合免震ユニット ４ａ、４ｂ 定着板 ５ 第１の免震装置 ５ｂ 滑り材 ６ 第２の免震装置 ７ 防塵カバー ８ 滑り板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Foundation (substructure) 2 Building (superstructure) 3 Composite seismic isolation unit 4a, 4b Fixing plate 5 First seismic isolation device 5b Sliding material 6 Second seismic isolation device 7 Dustproof cover 8 Sliding plate
Claims (4)
る一対の定着板と、一方の上記定着板に固定されるとと
もに他方の定着板に摺動自在に設けられた滑り支承によ
る第1の免震装置と、両端部が上記定着板に固定された
弾性支承による第２の免震装置とが一体化されてなるこ
とを特徴とする複合免震ユニット。A first fixing plate fixed to one of the fixing plates and a sliding bearing fixed to the other fixing plate and slidably provided on the other fixing plate. A combined seismic isolation unit, wherein a seismic device and a second seismic isolation device with elastic bearings whose both ends are fixed to the fixing plate are integrated.
央部に配設され、かつ上記第２の免震装置は、上記第1
の免震装置を囲むように配設されていることを特徴とす
る請求項１に記載の複合免震ユニット。2. The first seismic isolation device is disposed at a central portion of the fixing plate, and the second seismic isolation device is provided with the first seismic isolation device.
The combined seismic isolation unit according to claim 1, wherein the combined seismic isolation unit is disposed so as to surround the seismic isolation device.
着板間を塞ぐとともに、これら定着板の相対変位に追従
可能なカバーが設けられていることを特徴とする請求項
１または２に記載の複合免震ユニット。3. The fixing device according to claim 1, wherein an outer peripheral portion of the pair of fixing plates is provided with a cover that closes a gap between the fixing plates and that can follow a relative displacement of the fixing plates. The combined seismic isolation unit described in.
材間に、請求項１ないし３のいずれかに記載の複合免震
ユニットが配設されていることを特徴とする免震構造
物。4. The compound seismic isolation unit according to claim 1, wherein the compound seismic isolation unit according to claim 1 is disposed between the axial force members on which the seismic isolation device having the upper and lower structures is to be interposed. Seismic structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11098031A JP2000291732A (en) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Compound base isolation unit and base isolation structure |
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|---|---|---|---|
| JP11098031A JP2000291732A (en) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Compound base isolation unit and base isolation structure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000291732A true JP2000291732A (en) | 2000-10-20 |
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